一种煤岩冲击失稳模式的微震识别方法
专利汇可以提供一种煤岩冲击失稳模式的微震识别方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 煤 岩冲击失稳模式的微震识别方法，属于冲击矿压微震特性分析技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1001，在同一采场不同 位置 设置多个微震记录仪对采场进行微震监测，每个微震记录仪形成一个微震 信号 记录；步骤1002，在微震记录仪监测到的微震记录中，筛选多个微震 波形 ；步骤1003，根据 震源 远场位移计算步骤，计算每个微震波形的震源远场位移；步骤1004，计算得到震源矩张量；步骤1005，对步骤1004中计算得到的震源矩张量进行分解；步骤1006，对步骤1005中分解后的震源矩张量进行分析得到：震源破裂模式，震源P、T轴以及震源破裂面产状。，下面是一种煤岩冲击失稳模式的微震识别方法专利的具体信息内容。
1.一种煤岩冲击失稳模式的微震识别方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1001，在同一采场不同位置设置多个微震记录仪对采场进行微震监测，每个微震记录仪形成一个微震信号记录；
步骤1002，在微震记录仪监测到的微震信号记录中，根据波形筛选原则筛选出多个微震波形；
步骤1003，根据震源远场位移计算步骤，计算每个微震波形的震源远场位移；
步骤1004，计算得到震源矩张量；
步骤1005，对步骤1004中计算得到的震源矩张量进行分解；
步骤1006，对步骤1005中分解后的震源矩张量进行分析得到：震源破裂模式，震源P、T轴以及震源破裂面产状；
所述的震源破裂面产状的求取方法包括如下步骤：
步骤b1，震源矩张量可以由破裂面的位置与运动矢量表示为：
Mij＝uS[λvknkδij+μ(vinj+vjni)]
式中：i，j，k＝1，2，3，为空间坐标系中的3个方向；Mij为地震矩张量形式，根据i，j取值不同，分别代表矩张量不同分量；u为破裂面运动方向的位移量；S为破裂面表面积；λ和μ为拉梅常数；v为运动方向，割据i,j,k取值不同，vi,vj,vk表示破裂面运动矢量在各坐标系方向上的分量；n为破裂面法向方向，其分量取值意义通v；
步骤b2，对步骤b1的公式进行本征值化，得到：
则有(假设M1>M2>M3)：
M1+M3-2M2＝2μuSnv
M1-M3＝2μuS；
步骤b3，根据步骤b2得到的特征矢量与破裂面运动方向和方向的关系：
式中，e1⊥e2⊥e3，绝对值符号表示矢量大小；×表示矢量乘法；e1、e2、e3分别为矩张量的最大特征值、中间特征值和最小特征值；
步骤b4，设步骤b3中得到的矢量v和矢量n的夹角为β，v和e1的夹角以及n和e1的夹角均为β/2，得到：
并得到破裂面运动方向和法向方向与矩张量最大特征值对应特征矢量和最小特征值对应特征矢量的关系：
步骤b5，根据破裂面法向方向的空间矢量值到破裂面的几何方程表达式，并确定破裂面的方位角和倾角的计算公式：
方位角：
式中，n(3)为破裂面法向矢量Z轴分量，|n|表示法向向量的模
若dip>90°，则破裂面方位角为取值为(π-dip)
倾角:
式中，n(1)为破裂面法向向量X轴分量，n(2)为破裂面法向向量Y轴分量；
在执行完所述的步骤1006后，绘制微震的震源球；
步骤1003中所述的震源远场位移计算步骤，包括：
步骤a1：根据所述的步骤1002中筛选出的微震波形，拾取每一个微震波形的P波初振幅值，并记作U1；
步骤a2，在筛选的微震波形中剪切P波的时域波形；
步骤a3，根据微震记录仪固有采样频率将步骤a2中剪切的P波时域波形进行快速傅里叶变换，转化为频域波形；
步骤a4，对步骤a3中转化得到的频域波形利用如下公式进行衰减修正：
其中，A(f)为时域速度谱进行快速傅里叶变换的结果；f为步骤a3中转换得到的频域波形的频率；v为P波速度；Q为衰减因子；
步骤a5，在步骤a4中计算得到的衰减修正值得到地动速度功率谱 并根据地动速度功率谱 得出地动位移功率谱
步骤a6，计算得到地动速度功率谱积分SV2和地动位移功率谱积分SD2：
其中： 为考虑自由面影响乘以1/4的修正速度功率谱； 为对应的位移功率
谱；
步骤a7，计算得到各个微震波形的低频位移U2：
2.根据权利要求1所述的煤岩冲击失稳模式的微震识别方法，其特征在于：步骤1004中所述的震源矩张量为：
其中：vp为P波传播速度；r为震源到微震记录仪的距离；ρ为岩石密度；γi为震源至微震记录仪的震动波射线对应于各坐标轴的分量，即γi＝(xi-x0i)/r(xi为微震记录仪各坐标分量，x0i为震源各坐标分量，i＝1,2,3)；Mij为作用于震源的矩张量。
3.根据权利要求1或2所述的煤岩冲击失稳模式的微震识别方法，其特征在于：所述的震源矩张量分解为以下各部分：一个各向同性部分、一个补偿线性矢量偶极子部分及一个双力偶部分，即：
式中PI为各项同性部分，M3'F(2a3a3-a2a2-a1a1)为补偿线型偶极部分，M3'(1-2F)(a3a3-a2a2)为双力偶部分；
其中：F＝-M1'/M3'，且0≤F≤1/2，a1，a2，a3为矩阵M的本征矢量，M1，M2和M3为对应的特征值，P＝(M1+M2+M3)/3，I为单位矩阵，M′表示矩张量的偏张量部分，本征值为Mi'＝M-P，i＝1,
2,3。
4.根据权利要求1所述的煤岩冲击失稳模式的微震识别方法，其特征在于：在所述的步骤1005中，所述的震源破裂模式的计算公式为：
DC％＝(1-2*F)*(1-norm(Miso)/norm(M))
其中：norm为求解矩阵最大奇异值函数，M为所述的步骤1004中得到的震源矩张量，Miso是震源矩张量M中的各项同性部分，F＝-M1'/M3'，M′表示震源矩张量M的偏张量部分。
5.根据权利要求1所述的煤岩冲击失稳模式的微震识别方法，其特征在于：在所述的步骤1006中，所述的震源P、T轴的求取方法为：
将所述的震源矩张量进行分解后得到震源矩张量的偏张量部分M’，在柱坐标(b1，b2，b3)中，震源矩张量的偏张量部分M’对角化为：
其中，b1，b2，b3为矩阵M′的本征矢量，M1′，M2′和M3′为对应的特征值；假设有M1′＜M2′＜M3′，则b1对应拉张方向轴T，b3对应压缩方向轴P。
6.根据权利要求1所述的煤岩冲击失稳模式的微震识别方法，其特征在于：在所述的步骤1001中，微震记录仪的数量至少为6个；在所述的步骤1002中，至少筛选6个微震波形。
7.根据权利要求1所述的煤岩冲击失稳模式的微震识别方法，其特征在于：在步骤1002中所述的波形筛选原则为：在距离同一采场2Km范围内筛选至少6个微震波形。
一种煤岩冲击失稳模式的微震识别方法
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